下面这段欧洲航天局(ESA)制作的“月球村”科幻短视频正迅速传遍网络。建立月球栖息地，一直是人类梦寐以求的探索目标，但这一次与以往不同，航天科学家与建筑艺术家实现了“跨界”融合，为地球以外、38万千米之遥的首个外星定居所设计了一张蓝图。
在欧洲航天局技术支持下，人类对“月球村”原型的新构想增添了艺术化的完美效果——为世界建造了许多摩天大楼的公司、SOM建筑设计事务所(Skidmore, Owings and Merrill)创造了一个详细的月球栖息地概念，目前正在威尼斯建筑双年展上展出。
这一最新的“月球村”设计有哪些值得关注的细节？在设计时科学家与艺术家如何配合？月球村未来会建在哪里？带着这些问题，专访了欧洲航天局高级制造工程师阿德沃尼特·马卡亚博士（Advenit Makaya）。他告诉记者，此次月球村模型设计方巧妙地采取了“垂直”的设计理念，使得乘组人员和设备有了很大的空间。
月球村为半充气壳结构 可供4名机组人员生活300天
中宇航联从欧洲航天局了解到，该设计成果正在威尼斯双年展第17届国际建筑展上展出。SOM的这个装置被称为“地外生命(Life Beyond Earth)”，其透过疫情后的地球展示了人类如何在恶劣的太空环境中生存。
该装置展示包括两个大型的物理模型以及一部影片--将双年展的参观者带到了从地球到月球表面的旅程中。每个居住舱的特写细节可以让参观者想象在月球环境中的日常生活并了解其设计所需的工程和技术。
SOM以目前安装在国际空间站上的可充气BEAM舱为出发点设计出一种半充气壳结构，这样的结构可以提供最大的体积质量比。当它在月球表面膨胀后就能达到其原始内部体积的约两倍。太空舱在着陆后将由宇航员在当地进行充气或由月球周围的网关站遥控的月球车进行充气。它将使四名机组人员能在里面舒适地生活300天。
据了解，设计方SOM于2018年开始研究，随后由欧洲航天局的并行设计设施(CDF)展开详细研究。他们对新的任务概念进行快速评估并创建了可行的蓝图。此外，NASA退休宇航员Jeffrey Hoffman（现为麻省理工学院航空航天系教授），根据自己在太空生活和工作的经验为SOM团队的宜居性设计提供建议。
阿德沃尼特·马卡亚博士是欧洲航天局欧洲太空研究和技术中心的一名先进制造工程师。他为太空应用开发有前景的先进材料和工艺提供支持，并为欧空局在材料和工艺领域的任务提供支持。
马卡亚博士出生在刚果的布拉柴维尔，在法国的罗纳-阿尔卑斯地区长大。他在法国里昂中央理工学院获得了普通工程硕士学位，并在瑞典斯德哥尔摩的皇家理工学院获得了材料加工硕士学位，此外，他完成了皇家理工学院的材料加工博士学位后。
阿德沃尼特·马卡亚博士曾在日本名古屋的国家先进工业科学和技术研究所担任博士后研究员，从事先进金属材料的研究。随后，他获得了行业经验，在英国劳斯莱斯公司担任吊装技术员，对大型民用飞机发动机的关键部件进行结构分析和吊装评估。
他于2014年加入欧空局，在材料和工艺领域进行技术开发活动，并为欧空局任务提供支持。
中宇航联：完成月球栖息地的概念设计，欧空局为建筑艺术家们技提供了哪些技术支持呢？
阿德沃尼特·马卡亚博士：由SOM阐述的月球栖息地概念设计，提交给了欧空局不同学科的工程师，包括系统工程、任务建筑、生命支持、辐射、电力等。这些工程师从各自学科的角度对其进行评估，并对可行性和可能出现实施上的挑战提出意见。此外，工程师们还对确定的挑战提出了潜在的解决方案。这一项目是在欧空局同步设计实施的框架内完成的，该设施允许对这种概念性的任务进行同步多学科评估。
中宇航联：从视频看到未来月球村位于一个巨大的撞击坑边缘内。为什么会选址这一区域？
阿德沃尼特·马卡亚博士：月球栖息地的位置备选在沙克尔顿环形山（Shackleton crater）的边缘，靠近月球南极。月球南极，是目前各国讨论的大多数未来月球任务所设想的最佳目的地，因为该区域可能存在月球冰矿。一些环形山，如沙克尔顿环形山，从未暴露在阳光下，所以非常寒冷。它们通常被称为“永久阴影区”或PSR。以前的工程测量表明，在这些PSR中可能有冰的沉积，这将为长期的勘探任务提供必要的水源。
相反，位于PSR边缘地带的一些区域大部分时间内都暴露在阳光下。他们有时被称为“永恒之光山峰”（尽管这些地方太阳并不是100%照耀着）。通过在这些高照度的地区建立栖息地，可以获得大量的阳光，而阳光也是太空任务的主要能量来源。通过使用太阳能可以完成大量的任务。因此，月球栖息地的位置被选在既拥有大量的能源，又靠近可以提供水的深火山口山峰。
中宇航联：相比之前的月球栖息地设计，此次新设计的“月球村”最具特色的部分是什么？
阿德沃尼特·马卡亚博士：这个全新栖息地概念的特点之一就是“垂直设置”，这是SOM公司的一个独特选择。这使得乘组人员和设备有很大的空间。这与过去的太空栖息地的模块构造不同。虽然这样的设计也在稳定性和辐射保护方面提供了挑战。但这是一个大胆的设计选择。此外，这一概念也巧妙地利用了已经被证实可行的设计理念。例如充气结构，这一结构已经被用于国际空间站的充气模块。
阿德沃尼特·马卡亚博士：在设计长期停留在月球表面的栖息地模块时，最大的关注点之一是辐射保护。它决定了乘组人员可以在栖息地停留多长时间。在这种情况下，我们考虑了各个方面的因素，如构成充气结构的材料层所提供的保护，以及可能使用月球岩石来提供额外的辐射保护。
月球栖息地的发电也是一大重要因素，以确保能够产生足够的能量来支持船员的活动。此外，还有生命支持系统，其中包括了乘组人员所消耗氧气的循环利用。对于所有这些设计挑战，国际空间站上正在使用的技术解决方案是一个很好的参考。
阿德沃尼特·马卡亚博士：最困难部分其中之一就包括了如何设计一个让乘组人员感到舒适的栖息地。从在月球长期活动的角度来看，同时还要满足与月球表面的交付、安装和运行有关的工程和环境限制。
在这种情况下，栖息地才能为乘组人员提供充足的空间。而从心理学的角度来看，这也是非常积极的方面。这也意味着栖息地模块的质量和尺寸需要非常大。这也对可行性方面造成了重大的挑战，例如发射能力、如何将那么多的材料从地球运输到月球表面以及如何在月球表面进行安装和固定等等。
阿德沃尼特·马卡亚博士：未来月球的活动预计将是多种多样的，从科学探索，到技术测试和商业活动，还包括太空旅游。未来的月球栖息地将需要设计成适应所有这些不同类型活动的栖息地。
中宇航联：欧空局此次发布的月球栖息地的视频中，还展示了美国阿尔忒弥斯登月任务架构的部分内容，如月球门户和多任务太空探索飞行器（MMSEV）,这一安排有什么特殊考虑？
阿德沃尼特·马卡亚博士：在欧空局工程师和麻省理工学院的杰弗里-霍夫曼的支持下，SOM开发的设计是一个长期探索的假设性概念。这是一个非常有趣的多学科练习，探讨在未来大规模可持续的月球探索中，栖息地模块可能是什么样子，特别是从建筑师的角度来看待这一点。它超越了任何近期和中期探索任务计划的限制。
因此，该团队从目前设想的其他任务架构中获得了一些灵感，但它并不意味着这一概念与任何这些任务有所联系。国际上正在研究其他的未来概念，对在设计实际任务规划时，这些概念都能够提供可能有用的考虑方案。
在下一篇专访中，“垂直月球村”设计方SOM建筑设计事务所几位高级设计师，将继续为我们解密这一创意概念。
设计师丹尼尔·伊诺森特告诉中宇航联，“我们想要提出的问题是，怎样在一个遥远的极端环境中以一种全新的生活方式，创造一个永久居住的地方。”
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